Unterstützung des Entscheidungsprozesses in der Produktentwicklung additiv herzustellender Produkte mithilfe von Ähnlichkeitskennzahlen

Zusammenfassung

Durch die stetige Weiterentwicklung der additiven Fertigungsverfahren wächst die konstruktive Gestaltungsfreiheit bei der Produktentwicklung. Der Entscheidungsprozess bei der Auslegung und Umsetzung neuer Produktideen wird somit gerade für im Bereich der additiven Fertigung unerfahrene Produktentwickler/innen erschwert. Aussagen über Fertigungsmerkmale wie z. B. die Fertigungszeit oder den Materialverbrauch sind in der Konzeptphase bereits nach der Erstellung des ersten 3D-CAD-Modells möglich. Softwarelösungen der Fertigungsmaschinenhersteller liefern diese Erkenntnisse durch eine Fertigungssimulation. Je nach Anwendungsfall nimmt eine solche Simulation jedoch viel Zeit in Anspruch und erfordert das Ex- und Importieren des Modells zur Übergabe.

In dieser Arbeit wird ein Vorgehen zur Vorhersage von Fertigungsmerkmalen vorgestellt, das in Bruchteilen einer Sekunde Ergebnisse im CAD-System liefert: Die Grundidee liegt hierbei in der Abstraktion eines CAD-Modells in einen geometrischen Grundkörper, für den Erkenntnisse aus der Fertigung bekannt sind. Die Abstraktion basiert auf einer dimensionslosen geometrischen Ähnlichkeitskennzahl. Diese lässt sich aus der Oberfläche und dem Volumen für Volumenkörper errechnen.

Erkenntnisse aus der Fertigung werden dem/der Anwender/in transparent und darüber hinaus deutlich schneller und komfortabler bereitgestellt. Ein Zugang zu Softwarelösungen der Maschinenhersteller ist damit nicht erforderlich, um Aussagen über verschiedene Herstellungsverfahren zu generieren. Ferner entfällt die Notwendigkeit eines Im- oder Exportes des CAD-Modells. Dies beschleunigt den Entscheidungsprozess maßgeblich.